Automatisierungstechnik - Methoden für die Überwachung und Steuerung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Systeme
von: Jan Lunze
De Gruyter Oldenbourg, 2008
ISBN: 9783486595116
Sprache: Deutsch
668 Seiten, Download: 8104 KB
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Mehr zum Inhalt
Automatisierungstechnik - Methoden für die Überwachung und Steuerung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Systeme
| Vorwort | 6 | ||
| Inhaltsverzeichnis | 10 | ||
| Verzeichnis der Anwendungsbeispiele | 18 | ||
| Hinweise zum Gebrauch des Buches | 24 | ||
| 1 Ziele und Aufgaben der Automatisierungstechnik | 26 | ||
| 1.1 Ziele der Automatisierungstechnik | 26 | ||
| 1.2 Anwendungsbeispiele | 29 | ||
| 1.3 Grundstruktur automatisierter Systeme | 42 | ||
| 1.4 Automatisierungsaufgaben | 47 | ||
| 1.5 Realisierung von Automatisierungseinrichtungen | 62 | ||
| Literaturhinweise | 65 | ||
| 2 Grundlegende Eigenschaften dynamischer Systeme | 68 | ||
| 2.1 Grundbegriffe der Systemtheorie | 68 | ||
| 2.2 Blockschaltbild und Signalflussgraf | 77 | ||
| 2.3 Dekomposition und Aggregation von Systemen | 87 | ||
| 2.4 Kopplungsanalyse | 89 | ||
| 2.5 Steuerungen in der offenenWirkungskette und im geschlossenen Kreis | 93 | ||
| Literaturhinweise | 102 | ||
| 3 Beschreibung kontinuierlicher Systeme | 104 | ||
| 3.1 Modellbildungsaufgabe | 104 | ||
| 3.2 Systembeschreibung durch lineare Differenzialgleichungen | 105 | ||
| 3.3 Zustandsraummodell linearer Systeme | 110 | ||
| 3.4 Zustandsraummodell nichtlinearer Systeme | 122 | ||
| 3.5 Linearisierung | 133 | ||
| 3.6 Kompositionale Modellbildung kontinuierlicher Systeme | 137 | ||
| Literaturhinweise | 142 | ||
| 4 Verhalten kontinuierlicher Systeme | 144 | ||
| 4.1 Vorhersage des Systemverhaltens | 144 | ||
| 4.2 Verhalten linearer Systeme | 145 | ||
| 4.3 Verhalten nichtlinearer Systeme | 165 | ||
| 4.4 Kennwertermittlung | 171 | ||
| Literaturhinweise | 173 | ||
| 5 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit | 174 | ||
| 5.1 Definition der Steuerbarkeit und der Beobachtbarkeit | 174 | ||
| 5.2 Steuerbarkeit linearer Systeme | 176 | ||
| 5.3 Beobachtbarkeit linearer Systeme | 182 | ||
| 5.4 Strukturelle Steuerbarkeit und strukturelle Beobachtbarkeit | 187 | ||
| 5.5 Systemzerlegung entsprechend den Steuerbarkeits- und Beobachtbarkeitseigenschaften | 193 | ||
| Literaturhinweise | 197 | ||
| 6 Stabilität | 198 | ||
| 6.1 Stabilitätsdefinition | 198 | ||
| 6.2 Stabilitätsanalyse linearer Systeme | 201 | ||
| 6.3 Stabilitätsanalyse nichtlinearer Systeme | 207 | ||
| 6.4 Stabilität von Regelkreisen | 220 | ||
| 6.5 Ausblick: Weitere Verfahren für die Stabilitätsprüfung | 224 | ||
| Literaturhinweise | 225 | ||
| 7 Einschleifige Regelkreise | 226 | ||
| 7.1 Regelungsaufgabe | 226 | ||
| 7.2 Modell des Standardregelkreises | 229 | ||
| 7.3 Wichtige Eigenschaften von Regelkreisen | 233 | ||
| 7.4 Reglertypen | 247 | ||
| Literaturhinweise | 252 | ||
| 8 Entwurfsverfahren für PID-Regler | 254 | ||
| 8.1 Entwurfsschritte | 254 | ||
| 8.2 Einstellregeln für PID-Regler | 256 | ||
| 8.3 Robuste PI-Regelung | 263 | ||
| 8.4 Ausblick: Verfahren für den Reglerentwurf | 271 | ||
| Literaturhinweise | 272 | ||
| 9 Zustandsbeobachtung kontinuierlicher Systeme | 274 | ||
| 9.1 Beobachtungsaufgabe | 274 | ||
| 9.2 Luenbergerbeobachter | 276 | ||
| 9.3 Beobachter für nichtlineare Systeme | 292 | ||
| 9.4 Anwendungen der Zustandsbeobachtung | 294 | ||
| Literaturhinweise | 298 | ||
| 10 Diagnose kontinuierlicher Systeme | 300 | ||
| 10.1 Diagnoseaufgabe und Lösungswege | 300 | ||
| 10.2 Fehlererkennung mit einem Zustandsbeobachter | 310 | ||
| 10.3 Sensorüberwachung | 315 | ||
| 10.4 Fehleridentifikation | 326 | ||
| 10.5 Ausblick: Diagnose und fehlertolerante Steuerung | 339 | ||
| Literaturhinweise | 340 | ||
| 11 Beschreibung diskreter Systeme | 342 | ||
| 11.1 Modellbildungsaufgabe | 342 | ||
| 11.2 Deterministische Automaten | 352 | ||
| 11.3 Nichtdeterministische Automaten | 364 | ||
| 11.4 Stochastische Automaten | 381 | ||
| 11.5 Petrinetze | 397 | ||
| 11.6 Kompositionale Modellbildung diskreter Systeme | 416 | ||
| Literaturhinweise | 433 | ||
| 12 Verhalten diskreter Systeme | 434 | ||
| 12.1 Vorhersage des Systemverhaltens | 434 | ||
| 12.2 Verhalten deterministischer Automaten | 435 | ||
| 12.3 Verhalten nichtdeterministischer Automaten | 441 | ||
| 12.4 Verhalten stochastischer Automaten | 448 | ||
| 12.5 Verhalten von Petrinetzen | 453 | ||
| Literaturhinweise | 462 | ||
| 13 Steuerung diskreter Systeme | 464 | ||
| 13.1 Steuerungsaufgabe | 464 | ||
| 13.2 Verknüpfungssteuerungen | 467 | ||
| 13.3 Ablaufsteuerungen | 468 | ||
| 13.4 Speicherprogrammierbare Steuerungen | 477 | ||
| Literaturhinweise | 478 | ||
| 14 Entwurf diskreter Steuerungen | 480 | ||
| 14.1 Entwurfsschritte | 480 | ||
| 14.2 Steuerungsentwurf für Automaten | 484 | ||
| 14.3 Steuerungsentwurf für Petrinetze | 492 | ||
| 14.4 Verifikation diskreter Steuerungen | 498 | ||
| Literaturhinweise | 502 | ||
| 15 Zustandsbeobachtung diskreter Systeme | 504 | ||
| 15.1 Beobachtungsaufgabe | 504 | ||
| 15.2 Beobachtung deterministischer und nichtdeterministischer Automaten | 505 | ||
| 15.3 Beobachtung stochastischer Automaten | 518 | ||
| Literaturhinweise | 526 | ||
| 16 Diagnose diskreter Systeme | 528 | ||
| 16.1 Diagnoseaufgabe | 528 | ||
| 16.2 Diagnose nichtdeterministischer Automaten | 529 | ||
| 16.3 Diagnose stochastischer Automaten | 540 | ||
| Literaturhinweise | 556 | ||
| 17 Ausblick: Überwachung und Steuerung hybrider dynamischer Systeme | 558 | ||
| 17.1 Automatisierung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Systeme | 558 | ||
| 17.2 Hybride dynamische Systeme | 560 | ||
| Literaturhinweise | 565 | ||
| Literaturverzeichnis | 566 | ||
| Anhang 1: Lösungen der Übungsaufgaben | 570 | ||
| Anhang 2: Fachwörter deutsch – englisch | 658 | ||
| Sachwortverzeichnis | 662 | ||
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